铁锰双金属氧化物对过硫酸氢钾降解酸性橙7的催化效果

摘要：

为了发挥均相体系中过渡金属元素对PMS(过硫酸氢钾)的催化效果,同时解决存在的金属离子污染的问题,以AO7(酸性橙7)为目标污染物,研究了采用溶胶-凝胶法(sol-gel method)制备Fe-MnOx(铁锰双金属氧化物)催化剂催化PMS的效果及降解机理.结果表明:ρ(Fe-MnOx)由50 mg/L升至200 mg/L后,35 min时AO7降解率由53.74％升至96.65％;继续升高ρ(Fe-MnOx),AO7降解率提升效果不明显.随着ρ(PMS)0(PMS初始质量浓度)的升高,AO7的降解率变化趋势与之相同;而随着ρ(AO7)0(AO7初始质量浓度)的升高,AO7降解率有所下降.分别投加EA(乙醇)、TBA(叔丁醇)这2种捕获剂来验证体系氧化物种时发现,55 min时AO7降解率分别为79.40％和91.33％,氧化体系的主要氧化物种为·SO4-(硫酸根自由基)和少量·OH(羟基自由基).XRD(X射线衍射)和XPS(X射线光电子能谱)结果显示,Fe-MnOx催化剂中的Fe、Mn主要以Fe3+、Mn2+、Mn4+3种形式存在,Fe、Mn、O 3种元素中,Fe3+、Mn2+、Mn4+、O2-和表面羟基氧的摩尔比分别为20.49％、26.46％、5.60％、32.51％和14.91％.研究显示,Fe-MnOx催化剂具有金属离子溶出量低、催化性能良好等优良性能,能够有效催化PMS生成自由基,对水中的污染物具有良好的降解效果.

关键词：溶胶-凝胶法、Fe-MnOx催化剂、酸性橙7、硫酸根自由基(·SO4-)

所属期刊栏目：28

分类号：X52(水体污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金项目51008052;教育部新世纪优秀人才支持计划项目NCET-11-0082

在线出版日期：2016-02-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1902-1907